Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Строение электронных уровней

 

Энергетический уровень (n)	Число подуровней, равное n	Тип орбитали	Число орбиталей		Максимальное число электронов
			в подуровне	в уровне, равное n2	на подуровнена	уровне, равное 2n2
K (n = 1)	1	1s	1	1	2	2
L (n = 2)	2	2s	1	4	2	8
		2p	3		6
M (n = 3)	3	3s	1	9	2	18
		3p	3		6
		3d	5		10
N (n = 4)	4	4s	1	16	2	32
		4p	3		6
		4d	5		10
		4f	7		14

Рис. 1. Форма и размер электронных орбиталей атомов элементов

Порядок заполнения электронных уровней в атомах легких элементов

Рассмотрим характер заполнения электронных уровней в атомах элементов с порядковым номером от Z = 3 до 20.
Как было сказано ранее, первый от ядра уровень может содержать не более двух электронов, два последующих уровня — не более восьми.

 

Заполняются	Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
2-ой уровень	2.1	2.2	2.3	2.4	2.5	2.6	2.7	2.8
	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
3-ий уровень	2.8.1	2.8.2	2.8.3	2.8.4	2.8.5	2.8.6	2.8.7	2.8.8
	K	Са
4-ый уровень	2.8.8.1	2.8.8.2

Элементы, имеющие на внешнем уровне одинаковое число электронов, называются электронными аналогами.
Следовательно, сходство элементов, входящих в одну группу электронных аналогов, определяется одинаковым числом «валентных» электронов, то есть электронов, расположенных на внешнем электронном уровне. Однако, между этими элементами должны существовать и определенные различия, обусловленные разным числом электронных уровней. Таким образом, число электронов на внешнем уровне и число электронных уровней являются важнейшими характеристиками атомов, определяющими физические и химические свойства тех веществ, в состав которых они входят.
Каждое число в Периодической системе характеризует какую-либо особенность в строении атомов:
Порядковый (атомный) номер химического элемента указывает на заряд его атомного ядра, то есть на число протонов, содержащихся в нем, а так как атом электронейтрален, то и на число электронов, находящихся вокруг атомного ядра.
Номер периода соответствует числу энергетических уровней (электронных слоев) в атомах элементов данного периода, заселенных электронами.
Номер группы соответствует числу электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп и максимальному числу валентных электронов побочных подгрупп.

Рис. 1. Таблица Менделеева

В свете строения атома можно объяснить причины изменения свойств химических элементов и образованных ими веществ. В периоде с увеличением зарядов атомных ядер элементов (слева направо) металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются в силу того, что:

В группах (главная подгруппа) с увеличением зарядов ядер элементов (сверху вниз) металлические свойства усиливаются, неметаллические ослабевают. Это объясняется тем, что:

В больших периодах такие изменения происходят медленнее, так как, начиная с третьего элемента, у атомов достраивается не последний, а предпоследний энергетический уровень с 8 до 18 электронов (у элементов побочных подгрупп), а лишь затем заполняется последний уровень с 2 до 8 электронов (у элементов главных подгрупп).